迎宾机器人

《电子技术》课程设计报告课题：商店迎宾机器人电路

班级电气1125 学号1121205537

学生姓名吴丹丹

专业电子信息工程

系别电子信息工程系

指导老师电子技术课程设计小组

淮阴工学院

电子信息工程系

2014年5月

一．设计目的：

a）培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。

b）学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。

c）进行基本技术技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。

d)培养学生的创新能力。

二．设计要求：

1. 能判断顾客进门与出门，在有顾客进门时“欢迎光临”，出门时“谢

谢光临”。

2. 能实时统计来访人数及当前店内人数，并用数码管显示出来。

3. 电路设计要求有抗干扰的措施。

4. 统计误差不超过一人。

5. 电路设计不能使用MCU，只能应用普通中小规模集成电路芯片。成本

控制在20元内。

三．总体设计

1.原理框图

功能说明：

在门两侧安装光线发射和接收装置，当有人进入时，遮断光源，此时接收端产生一个感应信号，对此脉冲信号进行放大、整形后作为计数脉冲，送入计数器、译码驱动后通过数码管显示，要求显示人数为0-99（两位显示）。在计数同时要求前端感应信号触发一个语音芯片发出“欢迎光临”等语音信号。

2．原理图

图2 机器人光电数字显示电路

原理说明：

工作原理电路图如上图所示，包括电源、光电计数和计数显示三大部分。光电计数部分：当光敏三极管3DU12接收到红外发光二极管VDSE303射来的红外光线时，其亮电流增大，内阻减小，集电极输出低电平，此低电平加到电压比较器IC1A的反相输入端，同时因它的同相输入端经R3、R4电阻分压后，电压为4.5V,因此反相端电压小于同相端电压,IC1A输出高电平，此高电平又加到IC1B 的反相输入端使反相端电压高于同相输入端电压，所以IC1B输出低电平，该低电平使发光耦合器内藏发光管点亮，对应的光敏管导通，三极管VT也导通，VT 集电极输出低电平。从上述可见，当有物体通过3DU12时，便在VT集电极上输出计数脉冲信号。

计数显示部分：采用CD4518组成8421码同步十进制计数器，对VT集电极输出的脉冲信号下降沿进行计数。为满足下降沿计数的要求，需将CD4518的CP

端接地，计数脉冲信号接EN输入端。因CD4518内含两个相同的计数器，可将第一级的Q4输出接第二级的EN端，构成两级串行计数，实现0-99的计数显示。CD4518的第7、15脚为清零端Cr,通过电阻R12接地为零电平，与电容C4一起实现开机清零作用。译码电路采用两块CD4543分别组成BCD7段译码器，驱动LED数码显示器，电阻R13-R26为限流电阻。

四.单个元器件介绍

LM393：

概述: LM393是由两个独立的、高精度电压比较器组成的集成电路，失调电压低，最大为2.0mV。它专为获得宽电压范围、单电源供电而设计，也可以以双电源供电；而且无论电源电压大小，电源消耗的电流都很低。它还有一个特性：即使是单电源供电，比较器的共模输入电压范围接近地电平。主要应用于限幅器、简单的模/数转换器、脉冲发生器、延时发生器、宽频压控振荡器、MOS时钟计时器、多频振荡器和高电平数字逻辑门电路。393被设计成能直接连接TTL和CMOS；当用双电源供电时，它能兼容MOS逻辑电路——这是低功耗的393相较于标准比较器的独特优势。

图3 LM393的功能框图及引脚排列

表1 LM393引脚功能

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CD4518:

概述：CD4518是一个双BCD同步加计数器，由两个相同的同步4级计数器组成。CD4518引脚功能(管脚功能)如下：1CP、2CP：时钟输入端。 1CR、2CR：清除端。1EN、2EN：计数允许控制端。 1Q0～1Q3：计数器输出端。 2Q0～2Q3：计数器输出端。 Vdd：正电源。Vss：地。

CD4518控制功能：CD4518有两个时钟输入端CP和EN,若用时钟上升沿触发,信号由CP输入,此时EN端为高电平（1）,若用时钟下降沿触发,信号由EN输入,此时CP端为低吨平（0）,同时复位端Cr也保持低电平（0）,只有满足了这些条件时,电路才会处于计数状态.否则没办法工作。将数片CD4518串行级联时，尽管每片CD4518属并行计数，但就整体而言已变成串行计数了。需要指出，CD4518未设置进位端，但可利用Q4做输出端。有人误将第一级的Q4端接到第二级的CP端，结果发现计数变成“逢八进一”了。原因在于Q4是在CP8作用下产生正跳变的，其上升沿不能作进位脉冲，只有其下降沿才是“逢十进一”的进位信号。正确接法应是将低位的Q4端接高位的EN端，高位计数器的CP端接USS。

图4 CD4518的引脚排列

CD4543:

概述：CD4553是三数字BCD计数器:1--DS2，2--DS1，3--CEXTB，4--CEXTA，5--Q3，6--Q2，7--Q1，8--VSS，9--Q0，10--LE，11--DIS，12--CLK，13--MR，14--QF，15--DS3，16--VDD。CD4543是BCD锁存/七段译码/驱动器，有灯测试功能；有消隐输入端；以异或门作输出级，可方便地驱动LCD：1--LE，2--C，3--B，4--D，6--PH，7--BI，8--VSS，9--a,10--b,11--c,12--d,13--e,14--g,15--g,16--VDD.